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LPE 장비

2023-10-10

반도체 소자 제조 영역에서 결정 성장의 정밀한 제어는 고품질의 신뢰성 있는 소자를 달성하는 데 매우 중요합니다. 이 영역에서 중추적인 역할을 한 기술 중 하나는 액상 에피택시(LPE)입니다.



LPE의 기본 원칙:

일반적으로 에피택시는 유사한 격자 구조를 가진 기판 위에 결정층이 성장하는 것을 의미합니다. 주목할만한 에피택셜 기술인 LPE는 성장할 재료의 과포화 용액을 사용하는 것과 관련이 있습니다. 일반적으로 단결정인 기판은 특정 기간 동안 이 용액과 접촉됩니다. 기판과 성장할 물질의 격자 상수가 거의 일치하면 물질은 결정 품질을 유지하면서 기판에 석출됩니다. 이 공정을 통해 격자 정합 에피택셜 층이 형성됩니다.


LPE 장비:

LPE를 위해 여러 유형의 성장 장치가 개발되었으며 각각은 특정 응용 분야에 고유한 이점을 제공합니다.


팁으로:


기판은 석영 튜브 내부 흑연 보트의 한쪽 끝에 배치됩니다.

용액은 흑연 보트의 다른 쪽 끝에 있습니다.

보트에 연결된 열전대가 화로 온도를 제어합니다.

시스템을 통한 수소 흐름은 산화를 방지합니다.

용액이 기판과 접촉하도록 퍼니스를 천천히 기울입니다.

원하는 온도에 도달하고 에피택셜 층을 성장시킨 후, 퍼니스는 원래 위치로 다시 기울어집니다.


수직로:


이 구성에서는 기판이 용액에 담궈집니다.

이 방법은 기질과 용액 사이에 필요한 접촉을 달성하는 티핑 퍼니스에 대한 대안적인 접근 방식을 제공합니다.


멀티빈 로:


여러 용액이 이 장치의 연속 저장소에 보관됩니다.

기판을 다양한 용액과 접촉시켜 여러 에피택셜 층을 순차적으로 성장시킬 수 있습니다.

이러한 유형의로는 레이저 장치에 필요한 것과 같은 복잡한 구조를 제작하는 데 광범위하게 사용됩니다.


LPE의 응용:

1963년 최초 시연 이후 LPE는 다양한 III-V 화합물 반도체 장치 제조에 성공적으로 사용되었습니다. 여기에는 주입 레이저, 발광 다이오드, 광검출기, 태양 전지, 양극 트랜지스터 및 전계 효과 트랜지스터가 포함됩니다. 고품질의 격자 정합 에피택셜 층을 생산할 수 있는 다용성과 능력 덕분에 LPE는 고급 반도체 기술 개발의 초석이 되었습니다.


액상 에피택시(Liquid-Phase Epitaxy)는 반도체 장치 제조에 필요한 독창성과 정밀도를 입증합니다. 결정 성장의 원리를 이해하고 LPE 장치의 기능을 활용함으로써 연구원과 엔지니어는 통신에서 재생 에너지에 이르는 응용 분야를 갖춘 정교한 반도체 장치를 만들 수 있었습니다. 기술이 계속 발전함에 따라 LPE는 반도체 기술의 미래를 형성하는 기술 무기고에서 여전히 중요한 도구로 남아 있습니다.



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